05模具技师烟灰盒 论文

1、烟灰盒注塑模模具设计姓名05模具技师摘要：本论文的主要是针对烟灰盒的模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一副注塑模。从制件的结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统，模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的效核，都有详细的设计，同时简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是烟灰盒的注塑模具设计。也就是设计一副注塑模具来生产烟灰盒塑件的产品，以实现自动化提高产品质量。针对烟灰盒的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到烟灰盒的质量加工工艺要求。论文正文

2、：一.烟灰盒的造型设计：烟灰盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都会有。市场上也有各种各样的烟灰盒，形状各异，有的是把烟灰盒做成卡通人物的，有的是做成汽车样的，但都是用来吸引顾客的目光，以吸引人们购买，此次设计的烟灰盒结构比较简单，主要是烟灰盒上有豁口，这样可以让没吸完的烟放在上面，以便拿取。 图1二.烟灰盒塑料的结构与工艺特性：本烟灰盒的材料选用聚苯乙烯，聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物，属于无定型塑料，具有良好的耐热性、耐光性、透明性、以及良好的电绝缘性，加工流动性好。聚苯乙烯的流动性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感，所以在注射中，无论是增大注射压力或升

3、高机筒温度都会使熔体粘度下降，均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的，聚苯乙烯熔体的最大流动长度与壁厚之比为200：1所以壁厚一般在1.04.0mm之间选取。聚苯乙烯为非结晶行聚合物，成型收缩率较低，通常为0.50.8，提高注射压力对降低成型收缩率是有利的，但注射速度不宜过高，否则模具腔内的空气难以及时排出，还会使制件表面不光滑，同时较大的剪切力还会导致制品的内应力增加，因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。三.分析制件的结构工艺性1.该制件的尺寸中等，整体结构简单，精度要求相对较低，再结合祁材料性能，古选一般精度等级：五级。制件工艺参数：成型时间：注射

4、时间：0s3s 模具温度：2060 保压时间：15s40s 喷嘴温度：180190 冷却时间：15s30s 保压压力：3040Mp 总周期：40s90s 注射压力：60100Mp结论：由分析可确定为注射成型的模具2.工艺性分析：为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流到位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响制件的表满质量与美观效果。3.注射机的选择：选择制件尺寸的近似值，图1得其体积V26cm³，质量M=26×1.035g=26.91g选用注射机

5、为国产的注射机XS-ZY-125卧式注塑机。查表得额定注射量为125cm³，注射压力为125MPa，锁模力为90×104N,注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为4mm。顶出形式是两侧设有顶杆，机械顶出。四.制件在模具中的位置与浇注系统的设计1.根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数n，即 n 式中 F注射机额定锁模力（N）P行腔内熔料平均压力（MPa）A1 、A2分别为浇注系统和单个制件在模具分型面生的投影面积（mm²）大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度制件的型腔数原则上不超过四个，因此根据上述公式估算，采用一模二腔。2.型腔的分布：在实

6、际模具设计制造中，对于精度要求较高，物理与力学性能要求均衡稳定的制品，应尽量采用平衡对称式分布的形式。3.分型面的选择：在选择分型面时我们应遵循一下原则 1）分型面应选在制件外形最大轮廓处 2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模 3）分型面的选择应保证塑件的精度要求 4）分型面的选择应满足制件的外观要求 5）分型面的选择应便于模具的加工制造 6）分型面的选择应有利于排气除此之外还要考虑型腔在分型面上的投影面积大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流的现象。如下图4.浇注系统的设计：1顶模板 2浇口套 3注射机喷嘴1)主流道的设计：为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设

7、计成圆锥形，其锥角a为26°，小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm，一般d=2.55mm。由于小端的前面是球面，其深度为35mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。留到的表面粗糙度Ra0.8um。根据选用的根据选用的 XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径： d0=4mm喷嘴前端球面半径：R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mm=13mmd=d0+(0.51)mm=5mm锥角为2060，取其值为30，经换算得主流道大端直径为7.6mm。浇口套的选择应根据注射机里的定位孔来选择，它与定位

8、孔是过度配合，查表可知定位孔直径为100mm，所以浇口套的尺寸为100mm。2.分流到的设计与布置：流道长度宜短，因为长的流到不但会造成压力损失，不利于生产性，同时也浪费材料；但过短，产品的残余应力增大，并容易残生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算:D分流道直徑mm W产品质量g L流道長度mm所以分流道的直径应取8mm长度一般在830mm之间，不宜小于8mm，所以长度取15mm。分流道的布置，流道排列的原则a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。3.浇口的设计：浇口是连接分流

9、道与型腔的桥梁。浇口过小易造成填充不足、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷，且成型收缩率会增大。浇口过大会造成浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除加工困难等。所以综合塑料使用的浇口类型与原则这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。4.冷料穴和拉杆的设计：冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔，它还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能，注塑结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。拉料杆的常用形式上Z字形结构，其典型的结构形式如图拉料杆的材料为T8，进

10、行热处理时头部硬度为HRC5055，配合部分粗造度为Ra0.8um。5.排气系统的设计：适当的开设排气槽可以大大降低注射注射压力、注射时间、保压时间和锁模压力，使制件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模利用模具零件部件配合间隙及分型面自然排气，排气间隙以不产生溢料为限，通常为0.030.05mm。五.成型零件的结构设计和尺寸计算1.凹模结构设计：凹模也就是型腔，是制件外表面的主要零件，按结构分为整体适合组合式，整体式的特点是牢固，不易变形，不会使制件产生拼接痕，但由于整体式型腔加工困难热处理不方便，所以

11、一般用于形状简单的中小型模具，根据此次设计要求和技工特点，可以选用整体式凹模，凹模的材料选40Cr，凹模热处理硬度达到HRC4050，表面需镀硌和抛光处理，型腔表面的粗造度为Ra0.20.1um，配合面需达到0.8um。2.型芯的结构设计：由于烟灰盒的结构简单所以在这里选用整体式型芯，型芯的材料选40Cr，热处理硬度达到HRC4050，表面的粗造度为0.10.25um，配合面为0.8um，型芯表面热处理时需要镀硌和抛光处理。3.型芯和型腔的尺寸计算：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。*100%参考 文献PS的收缩率是0.6%0.8%，它的平均收缩率是S=0.7%（1）型腔

12、径向尺寸的计算因为塑件尺寸较小，精度级别高，c可取/6、z可取/3,此时，X取0.75。根据公式 LM=基本尺寸/mm 公差值/mm 计算124.74 1.48 LM = =124.584.6 1.2 LM = = =84.29（2）型芯径向尺寸的计算根据公式 M=基本尺寸/mm 公差值/mm 计算119.26 1.48 m= =79.4 1.2 m= =14.71 0.58 m= = =（3）型腔深度的尺寸计算在计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量。根据公式 HM=以下x为2/3基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 27.35 0.7 H1M=

13、27.07（4）型芯高度的尺寸计算根据公式 ： M=基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 24.65 0.7 M= =25.29（5）中心距的尺寸计算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸Cm=(1+S)Cs标注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs基本尺寸/mm 公差值/mm 计算15 0.58 Cm=(1+S)Cs =15(1+0.7%)=15.105根据参考文献可以得出，矩形型腔内壁短边长为84mm，所以凹模壁厚范围为1314mm，模套壁厚S2是4045mm，根据自己的设计来看，此次选用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以满足设计的强度需要。六.注射木架与

14、导向及推出机构的设计1.模架是设计、制造塑料注射模的基础部件，如图模架模型标准中规定，中小模架的周界尺寸范围是<560mm×900mm，此次选用的模架周界尺寸为560mm×900mm。2.导向机构对于小型模具一般只设有两根导柱，对于有特殊要求或中大型模具时会设置三个或四个导柱，根据要求我们选用两根导柱，对称布置。导柱的材料应具有高耐磨性硬度达到5055HRC的坚韧材料，长度应比凸模端面高度高出8-12cm，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况，形状应做成锥台型，容易顺利的进入导向孔。导套得材料应于导柱相同，硬度略低于导柱，这样可以减少磨损，为使导柱可以顺利进入

15、导套，导套前端应倒角，导向孔应做成通孔，以利于排除孔内的空气。3.推出机构的设计:此次采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损毁后也好便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，制件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证制件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端应于型腔底面平齐或高出型腔0.05-0.1cm。4推出力的计算：对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Ft）Ft=AP（ucos-sin）式中 Ft塑件脱模力 A塑件包络型芯的面积 P塑件对型芯单位面积上的包紧力 u塑件对钢的摩擦系数，为

16、0.10.3 脱模斜度，由此估算出脱模力为8000N5.推杆的设计：1）推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得d圆形推杆直径cm 推杆长度系数0.7 l推杆长度cm n推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/cm2 (钢的弹性模量E=2.1×10 7N/ cm2 ) Q总脱模力 取d=5mm2）推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98·· 推杆应力合格，硬度5065HRC 图为推出机构工作图。1推板 2推杆固定板 3垫块 4推杆5型芯 6型腔七冷却系统的设计1.冷却回路孔直径的设计：设定模具的平均工作温度为60，用常温20的水作为模具的冷却介质，其出口温度为

17、30。制件在硬化时每小时释放的热量为Q1查表得聚苯乙烯的单位流量为27×104 J/Kg得Q1=WQ2=0.26×27×104=7.02×104一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8-10mm,平均壁厚为2-4mm时，水孔直径可取10-12mm，平均壁厚为4-6mm时，水孔直径可取10-14mm。 此次制件，壁厚为2mm，所以选择冷却水孔的直径为8mm，足以满足要求。2.冷却回路的布置：当制件的壁厚均匀时，冷却水道的型腔表面最好距离相当，但当壁厚不均匀时，后厨冷却收道到型腔的距离应近一些，间距也可以适当的小些，一般水

18、道孔边至型腔表面距离为10-15mm，冷却水道应沿着塑件收缩方向设置，应避开塑件易产生熔接痕的部位如图冷却道示意图九.模具的效核1.模具的厚度效核：根据所选注射机的种类模具的最大厚度为300mm最小厚度为200mm，模具厚度为30+30+25+50+70=205mm介于最大与最小之间，所以模具厚度满足要求。2.开模行程的效核：对于双型面的模具效核公式为：SH1+H2+a+（5-10）mm式中S注射机最大模行程，300mmH推出距离H塑件高度a定模板与中间模板之间的分开距离带入公式得 S26+27+30+8=88mm所以符合要。3.装配原理图注释：毕业设计就这样在自己的忙碌中结束了，如果不是老师细心与耐心的指导，我也不会这么快的做到好，毕竟自己知识太少了，通过老师对自己设计的分析，然后自己再修改，这中间学到很多东西。通过这次设计也让我认清自己的实力，自己懂得的还是很少，在做设计的时候，要串联很多方面的知识，而我有时候真的不知道该如何去做，也就是通过查阅资料，虽然说不可能记住很多，但是我要做到的就是遇到